余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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均相多组分系统表面张力的热力学计算公式

已有 857 次阅读 2024-5-30 19:16 |系统分类:教学心得

       本文拟介绍均相多组分系统表面张力(γ)的热力学计算公式[1,2],供参考.

 1. 均相多组分系统

       本文的均相多组分系统特指由多个组分混合而成的理想液态混合物,诸如:甲醇/乙醇、甲苯/苯等混合

统,均相多组分系统的组分数C≥2.

 2. 表面张力与化学势的定义

      对于均相多组分系统,准静态过程假说的表面张力定义[3]参见如下式(1)及(2)所示:

      image.png            (1)

       image.png                              (2)

      式(1)、(2)中“Giμini”分别代表均相多组分系统中i组分的吉布斯能、化学势及物质的量;

γGAs”分别代表均相多组分系统的表面张力、吉布斯能与表面积.

      式(2)显示:表面张力是单位表面积的均相多组分系统,所拥有的吉布斯能. 

      另由式(1)可得:

       image.png                          (3)

      式(3)也为准静态过程假说的化学势定义式. 

      式(3)显示化学势是单位物质的量i组分,所拥有的吉布斯能.

 3. 均相多组分系统表面张力的热力学计算公式

     对于均相纯组分物质,式(2)结合式(3)可得:

      image.png                  (4)

     式(4)变形可得:

       image.png                          (5)

    对于均相多组分系统

       image.png      (6)

    式(6)中“F”表示校正因子,且F=10-8;“xi”代表i组分的物质的量分数.

    式(6)结合式(1)、(2)可得:

      image.png 

          image.pngimage.png      (7)

 4.结论

    均相多组分系统表面张力(γ)的热力学计算公式包括:

    ⑴image.png

    ⑵image.png

    ⑶image.png

    ⑷image.png

    ⑸ image.png

    ⑹image.png.

 参考文献

[1] 余高奇.校正因子与相对化学势的计算. 科学网博客, 2024,5.

[2] 余高奇.甲醇/乙醇混合溶液表面张力的热力学模拟.科学网博客,2024,5.

[3]余高奇.表面张力的热力学属性探究.科学网博客,2023,12.

          

      



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